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行業(yè)百科

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鈉離子電池與鋰離子電池的競爭，需避開氫的干擾

發(fā)布時(shí)間：2020/04/26 08:57:45 訪問量：3637 次

鋰離子電池在市場上的主導(dǎo)地位盡管仍能持續(xù)很久，但這并不影響其他類型的電池“各顯神通”。加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的科學(xué)家們正在研究鈉離子電池，他們發(fā)現(xiàn)氫的意外存在是鈉離子電池技術(shù)在降解和性能等方面存在缺陷的原因。根據(jù)鈉離子技術(shù)的計(jì)算，如果將氫排除在整個(gè)材料生產(chǎn)過程之外，會(huì)大幅提高鈉離子電池的性能，讓其達(dá)到與鋰離子電池競爭的水平。

鋰離子電池的生產(chǎn)一直呈指數(shù)增長，電池所需材料的采購以及鋰本身尤其是在動(dòng)力電池方面的潛在問題變得更加突出。回收和梯次利用是節(jié)約電池成本的方法之一，但為了獲得更豐富、更節(jié)省成本的電池，研究人員一直苦心孤詣地探索新型電池，尋求新的機(jī)會(huì)。

用鈉代替鋰是電池界眾多人員的研究方向。目前要將這種技術(shù)完全商業(yè)化還有待商榷，因?yàn)殇囯x子電池的缺陷包括降解問題和性能損失，而鈉離子電池的“硬傷”是其降解和性能損失的速度比鋰離子電池更快。因此，盡管鈉離子電池有著低成本、安全性高、環(huán)境友好等特點(diǎn)，但難題是如何改用一種已知的降解速度更快的化學(xué)物質(zhì)。

該校一篇發(fā)表在《材料化學(xué)》雜志上的新論文表明，科學(xué)家們計(jì)算出，一種常見的陰極材料——氧化錳鈉中的大部分降解是由其中氫的存在引起的。他們還認(rèn)為類似的機(jī)制可能對鋰離子電池的性能產(chǎn)生不良影響，但這一點(diǎn)需要更多的研究來證明。氫作為宇宙中已知的最豐富的元素，在電池制造的許多階段中都能進(jìn)入材料，氫對各種可再生材料的影響是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。UCSB的計(jì)算表明，氧化錳層中氫的存在降低了錳原子斷裂和溶解所需的能量。

"因?yàn)闅湓雍苄∏一钚源螅云湓诓牧现惺且环N常見的污染物。圣塔芭芭拉分校的計(jì)算材料科學(xué)家Chris Van de Walle解釋道，"現(xiàn)在我們已經(jīng)注意到氫的有害影響，那么可以在電池的制造和封裝過程中采取措施，以抑制其與氫的結(jié)合，從而提高電池性能"。